JP4111674B2 - 通信ゲートウェイ装置 - Google Patents

Description

技術分野
本発明は、通信方式の異なる２つの通信バスを接続するゲートウェイ装置に関する。
背景技術
近年、自動車等においては、それぞれ特定の制御情報を取り扱う異なる通信バスが２つ以上存在するようになってきている。そして、通信バスと通信バスとの間で情報の交換が必要となる場合には、ゲートウェイ装置が設けられ、通信方式の異なる２つのバスが接続される。
このようにゲートウェイ装置を介して通信バスが接続される場合には、相互に他方の通信バスの情報が送信されてくるため、通信バスにおける通信トラフィックが増大する。従来より、ゲートウェイ装置では、かかる通信トラフィックの増大を抑制するため、物理アドレス又は論理アドレスによる情報のフィルタリングが行われることがあるが、この場合には、同一アドレスに係る情報は全て他方の通信バスに流されることとなる。
したがって、従来技術に係るゲートウェイ装置においては、受信側の通信バスで必要とする情報が一部分であっても、そのアドレス向けに送信されてくる情報の全てがゲートウェイ処理されて当該受信側通信バスに送られることとなる。このような場合には、不要な情報で通信トラフィックが増大するという事態が招かれる。
また、内容に変化があってもなくても定期的に発生する情報をゲートウェイ処理する場合、ゲートウェイ処理により情報が送られる側の通信バスでは、最新の状態を表す情報のみ必要であるにもかかわらず、以前と同一内容の不要な情報で通信トラフィックが増大する結果となる。
発明の開示
上記した問題点に鑑み、本発明の目的は、真に必要な情報のみをゲートウェイ処理することにより、ゲートウェイ処理により情報が送られる側の通信バスにおける通信トラフィックの不必要な増大を回避することが可能なゲートウェイ装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明によれば、通信方式の異なる２つの通信バスを接続するゲートウェイ装置であって、一方の通信バスからの受信情報が他方の通信バスに送信されるべき情報であるか否かを判定する判定手段と、前記判定手段によって送信されるべき情報であると判断される場合のみ該受信情報を該他方の通信バスに送信するフィルタリング手段と、を具備するゲートウェイ装置が提供される。
また、本発明によれば、通信方式の異なる２つの通信バスを接続するゲートウェイ装置におけるゲートウェイ処理の方法であって、（ａ）一方の通信バスからの受信情報が他方の通信バスに送信されるべき情報であるか否かを判定するステップと、（ｂ）前記ステップ（ａ）において送信されるべき情報であると判断される場合のみ該受信情報を該他方の通信バスに送信するフィルタリング処理を行うステップと、を具備するゲートウェイ処理方法が提供される。
発明を実施するための最良の形態
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明に係るゲートウェイ装置１０、そのゲートウェイ装置によって接続される２つの通信バス２０及び３０、並びにそれらの通信バスに接続される装置の接続構成を示すブロック図である。第１の通信バスとしてのＡ通信バス２０に接続される装置２１，２２，２３，２４等は、第１の通信方式としてのＡ通信プロトコル（通信規約）に従って相互に通信する。同様に、第２の通信バスとしてのＢ通信バス３０に接続される装置３１，３２，３３，３４等は、第２の通信方式としてのＢ通信プロトコルに従って相互に通信する。
Ａ通信バス２０とＢ通信バス３０とを接続するゲートウェイ装置１０は、Ａ通信バス用インタフェース１１、Ｂ通信バス用インタフェース１２、メモリ１３及び制御用マイクロコンピュータ１４を具備し、一方の通信バスからデータを受信しプロトコル変換を行って他方の通信バスに送信するという機能を実現する。
本実施形態では、特に、本発明を自動車に適用する場合を想定しており、Ａ通信バス２０は、ボディ系制御装置間のデータ通信を目的とした通信プロトコルによるバスとされ、Ｂ通信バス３０は、ステータス情報系制御装置間のデータ通信を目的とした通信プロトコルによるバスとされる。そして、Ａ通信バス２０には、装置２１としてエンジンＥＣＵ（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｕｎｉｔ）、装置２２としてエアコンＥＣＵ、装置２３としてメータＥＣＵ、等が接続される。また、Ｂ通信バス３０には、装置３１としてディスプレイＥＣＵ、装置３２としてナビゲーションＥＣＵ、装置３３としてオーディオＥＣＵ、等が接続される。
図２は、通信バス上に乗せられるデータのフォーマットの概略を示す図である。同図に示されるように、データはヘッダとメッセージとからなり、さらに、メッセージはコマンドとそのコマンドに付随するパラメータとからなる。コマンドは、１バイトのコードによって表される。また、ヘッダには、アドレス、属性等が含まれる。Ａ通信バス２０上のデータフォーマットとＢ通信バス３０上のデータフォーマットとはともに図２に示される如きものとなるが、その詳細は異なっており、それらの間の変換はゲートウェイ装置１０によって実現される。
図３は、ゲートウェイ装置１０内の制御用マイクロコンピュータ１４によって実行されるデータ受信時の処理ルーチンの手順を示すフローチャートである。また、図４及び図５は、図３の処理中に使用されるメモリ１３内のテーブルの内容を模式的に示す図である。このルーチンは、Ａ通信バス２０からＢ通信バス３０へのゲートウェイ処理及びＢ通信バス３０からＡ通信バス２０へのゲートウェイ処理のいずれの場合でも実行可能なものである。以下では、Ａ通信バス２０からＢ通信バス３０へのゲートウェイ処理について説明する。
まず、ステップ１０２では、受信されたデータの内容に関し、それが、ゲートウェイ処理不要なコマンドに係るものであるか、内容変化時のみゲートウェイ処理すべき情報であるか、又はそのまますなわち状態変化に関係なくゲートウェイ処理すべき情報であるか、のいずれであるかを判定する。
この判定は、データ内のコマンドコードによってなされ、そのために、図４に示される如きテーブルがメモリ１３にあらかじめ格納されている。このテーブルには、各コマンドコードごとにコマンド種別を示すカラムがある。例えば、エンジンＥＣＵ２１は、コマンドコード（１Ｆ）_１６（１６進表示の１Ｆの意味）によって示されるエンジン回転数表示コマンドを定期的に送信するが、このコマンドのようにコマンド種別“０”のコマンドは、ゲートウェイ処理不要なコマンドである。また、エアコンＥＣＵ２２は、コマンドコード（０５）_１６によって示される外気温表示コマンドを定期的に送信するが、このコマンドのようにコマンド種別“１”のコマンドは、内容変化時のみゲートウェイ処理すべきコマンドである。さらに、メータＥＣＵ２３は、コマンドコード（Ｂ３）_１６によって示される航続可能距離表示コマンドやコマンドコード（ＤＥ）_１６によって示される瞬間燃費表示コマンドを送信するが、これらのコマンドのようにコマンド種別“２”のコマンドは、そのまますなわち状態変化に関係なくゲートウェイ処理すべきコマンドである。
ステップ１０２においてエンジン回転数表示コマンドのようにゲートウェイ処理不要なコマンドであると判定された場合には、ゲートウェイ処理を実行することなく本ルーチンを終了する。これにより、ゲートウェイ処理が実行された場合にゲートウェイ処理によりデータが送られる側の通信バスに発生するトラフィックの増大を回避することが可能となる。
また、ステップ１０２において外気温表示コマンドのようにデータ内容変化時のみゲートウェイ処理すべきコマンドであると判定された場合には、ステップ１０４に進む。ステップ１０４では、メモリ１３内にある図５の如きテーブルが参照される。このテーブルは、保管されるべき情報の最新データを格納するものである。そして、ステップ１０４では、例えば、同テーブルに格納されている外気温データと、今回受信された外気温表示コマンドによって表される外気温の値とを比較し、内容に変化があるか否かを判定する。そして、変化なしと判定されたときには、ゲートウェイ処理を実行することなく本ルーチンを終了する。この場合にも、ゲートウェイ処理が実行された場合にゲートウェイ処理によりデータが送られる側の通信バスに発生するトラフィックの増大が回避されることとなる。一方、ステップ１０４において変化ありと判定されたときには、ステップ１０８に進み、図５のテーブルの対応するエリアに今回受信されたデータの内容を最新データとして保管（記憶）する。さらに、このときにはステップ１１０でゲートウェイ処理を実行する。
また、ステップ１０２において航続可能距離表示コマンドや瞬間燃費表示コマンドのようにデータ内容がそのままゲートウェイ処理すべき情報であると判定された場合には、ステップ１０６に進む。ステップ１０６では、当該受信データが、通信バスからの要求に応じていつでもゲートウェイ処理により出力すべき情報であるか否かを判定する。この判定のために図４のテーブル内の保管フラグのカラムが参照される。例えば航続可能距離表示コマンドのように保管フラグが“１”のコマンドは、通信バスからの要求に応じていつでもゲートウェイ処理により出力すべき情報に係るコマンドであり、一方、瞬間燃費表示コマンドのように保管フラグが“０”のコマンドは、そのようなコマンドに該当しない。ステップ１０６の判定結果がＹＥＳのときには、前記したステップ１０８の保管処理及びステップ１１０のゲートウェイ処理を実行して本ルーチンを終了する。一方、ステップ１０６の判定結果がＮＯのときには、ステップ１１０のゲートウェイ処理のみ実行して本ルーチンを終了する。
図６は、通信バスからの保管情報送信要求をゲートウェイ装置が受信したときに制御用マイクロコンピュータ１４によって実行される処理ルーチンの手順を示すフローチャートである。まず、ステップ２０２では、当該要求に係る情報がメモリ１３内の保管情報テーブル（図５）に保管されているか否かを判定する。例えばＢ通信バス３０から航続可能距離データが要求された場合のようにその判定結果がＹＥＳとなるときには、ステップ２０４に進み、当該保管情報を要求元の通信バスにゲートウェイ処理により送信して、本ルーチンを終了する。一方、判定結果がＮＯのときには、ステップ２０６に進み、当該要求に係る情報がメモリ１３内の保管情報テーブル（図５）に保管されていないことを要求元の通信バスに通知して、本ルーチンを終了する。
受信側の通信バスに接続された装置が万一ゲートウェイ処理により送られた情報を捕捉し損なった場合あるいはリセット等の実行により情報を消去してしまったような場合でも、図６のような処理を設けることにより、送信側の通信バスから情報を再送信してもらう必要がなくなり、いつでもゲートウェイ情報をゲートウェイ装置から取得することが可能となる。
ここで、本発明を採用した場合のトラフィック抑制効果について試算してみる。まず、Ａ通信バスは、１０ｋｂｐｓの転送速度を有し、それ自身では６０％のバス占有率となり、最大許容バス占有率として９０％が設定されていると仮定する。また、Ｂ通信バスは、１７ｋｂｐｓの転送速度を有し、それ自身では３０％のバス占有率となり、最大許容バス占有率として４０％が設定されていると仮定する。
上述のＡ通信バスとＢ通信バスとを接続し、Ａ通信バスからＢ通信バスへのゲートウェイ処理を行う場合を考える。このゲートウェイ処理を行う上で、プロトコル変換に伴う付加情報の追加等のために１．７倍のロスが発生するものと仮定する。
従来のゲートウェイ処理によりＡ通信バス上の情報の２０％がＢ通信バスに流れたとすれば、Ｂ通信バスのバス占有率は、
３０％＋６０％×２０％×１．７＝５０．４％
に上昇し、Ｂ通信バスに係る最大許容バス占有率４０％以下に抑えることができなくなってしまう。
一方、本発明に係るゲートウェイ装置におけるフィルタリングの効果として、Ｂ通信バスに流れるＡ通信バス上の情報が５％に抑制されたとすると、Ｂ通信バスのバス占有率は、
３０％＋６０％×５％×１．７＝３５．１％
となり、Ｂ通信バスに係る最大許容バス占有率４０％以下に抑えることが可能となる。
以上説明したように、本発明によれば、真に必要な情報のみをゲートウェイ処理することにより、ゲートウェイ処理にてデータが送られる側の通信バスにおける通信トラフィックの不必要な増大を回避することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明に係るゲートウェイ装置、そのゲートウェイ装置によって接続される２つの通信バス、及びそれらの通信バスに接続される装置の接続構成を示すブロック図である。
図２は、通信バス上に乗せられるデータのフォーマットの概略を示す図である。
図３は、ゲートウェイ装置内の制御用マイクロコンピュータによって実行されるデータ受信時処理ルーチンの手順を示すフローチャートである。
図４は、受信データの内容を判定するためのテーブルを示す図である。
図５は、保管情報のテーブルを示す図である。
図６は、ゲートウェイ装置内の制御用マイクロコンピュータによって実行される保管情報送信要求受信時処理ルーチンの手順を示すフローチャートである。

Claims (9)

1. 通信方式の異なる２つの通信バスを接続するゲートウェイ装置であって、
   通信される情報が、アドレス等の通信に必要な情報を含むヘッダ部と、該ヘッダ部に基づいた通信の完了後に受信側で利用されるべき情報からなるメッセージ部とからなるゲートウェイ装置において、
   一方の通信バスからの受信情報が他方の通信バスに送信されるべき情報であるか否かを、前記メッセージ部の内容に基づいて判定する判定手段と、
   前記判定手段によって送信されるべき情報であると判断される場合に該受信情報を該他方の通信バスに送信するフィルタリング手段と、
   を具備するゲートウェイ装置。
2. 通信方式の異なる２つの通信バスを接続するゲートウェイ装置であって、
   通信される情報が、アドレス等の通信に必要な情報を念むヘッダ部と、コマンドと該コマンドに付随するパラメータからなるメッセージ部とからなるゲートウェイ装置において、
   一方の通信バスからの受信情報が他方の通信バスに送信されるべき情報であるか否かを、前記コマンドに基づいて判定する判定手段と、
   前記判定手段によって送信されるべき情報であると判断される場合に該受信情報を該他方の通信バスに送信するフィルタリング手段と、
   を具備するゲートウェイ装置。
3. 通信方式の異なる２つの通信バスを接続するゲートウェイ装置であって、
   一方の通信バスからの受信情報が他方の通信バスに送信されるべき情報であるか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段によって送信されるべき情報であると判定される情報を記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段に記憶された記憶情報と、該記憶情報と同種であり前記判定手段によって送信されるべき情報であると判定される、新たに受信された受信情報とを比較し、内容が異なる場合は、該受信情報を他方の通信バスに送信するとともに該受信情報を前記記憶手段に記憶させるフィルタリング手段と、
   を具備するゲートウェイ装置。
4. 通信バスからの要求に応じて前記記憶手段に記憶された情報を該要求元の通信バスに送信する手段、
   を更に具備する、請求項３に記載のゲートウェイ装置。
5. 自動車内の２つの通信バスを接続する、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のゲートウェイ装置。
6. 通信方式の異なる２つの通信バスを接続するゲートウェイ装置におけるゲートウェイ処理の方法であって、
   通信される情報が、アドレス等の通信に必要な情報を含むヘッダ部と、該ヘッダ部に基づいた通信の完了後に受信側で利用されるべき情報からなるメッセージ部とからなるゲートウェイ装置におけるゲートウェイ処理の方法において、
   （ａ）一方の通信バスからの受信情報が他方の通信バスに送信されるべき情報であるか否かを、前記通信データのメッセージ部の内容に基づいて判定するステップと、
   （ｂ）前記ステップ（ａ）によって送信されるべき情報であると判断される場合に該受信情報を該他方の通信バスに送信するフィルタリング処理を行うステップと、
   を具備するゲートウェイ処理方法。
7. 通信方式の異なる２つの通信バスを接続するゲートウェイ装置におけるゲートウェイ処理の方法であって、
   通信される情報が、アドレス等の通信に必要な情報を含むヘッダ部と、コマンドと該コマンドに付随するパラメータからなるメッセージ部とからなるゲートウェイ装置におけるゲートウェイ処理の方法において、
   （ａ）一方の通信バスからの受信情報が他方の通信バスに送信されるべき情報であるか否かを、前記通信データのメッセージ部に含まれるコマンドに基づいて判定する判定ステップと、
   （ｂ）前記ステップ（ａ）によって送信されるべき情報であると判断される場合に該受信情報を該他方の通信バスに送信するフィルタリング処理を行うステップと、
   を具備するゲートウェイ処理方法。
8. 通信方式の異なる２つの通信バスを接続するゲートウェイ装置におけるゲートウェイ処理の方法であって、
   （ａ）一方の通信バスからの受信情報が他方の通信バスに送信されるべき情報であるか否かを判定するステップと、
   （ｂ）前記ステップ（ａ）によって送信されるべき情報であると判定される情報を記憶するステップと、
   （ｃ）前記ステップ（ｂ）にて記憶された記憶情報と、該記憶情報と同種であり前記ステップ（ａ）によって送信されるべき情報であると判定される、新たに受信された受信情報とを比較し、内容が異なる場合は、該受信情報を他方の通信バスに送信するとともに該受信情報を前記ステップ（ｂ）にて記憶させるフィルタリング処理を行うステップと、
   を具備するゲートウェイ処理方法。
9. （ｄ）通信バスからの要求に応じて前記ステップ（ｂ）において記憶された情報を該要求元の通信バスに送信するステップ、
   を更に具備する、請求項８に記載のゲートウェイ処理方法。

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